提升机主轴的有限元模态分析和断轴的预防.pdf

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1、观弋ModernMachiner提升机主轴的有限元模态分析和断轴的预防郭少波(山西煤炭运销集团大同有限公司，山西大同037001)摘要：针对服役期内提升机主轴出现断裂损伤的现象。现将主轴用SdidWo~ssimu

2、aton进行实体建模和模态分析，并进行从生产到使用的全程分析。SolidWorks中可以直观的看到主轴在工作中受到的应力、应变、位移等参数的变化，从而评估出主轴在实际工作中的力学性能和安全性的表现。最后结合分析和实际情况总结预防主轴断裂方法。关键词：提升机主轴装置SolidWorkssimulato

3、n模态分析中图分类号：TH133．2文献标识码：B文章编号：1002—6886(2014)O6—0001—05Thefiniteelementmodalanalysisofelevator’SmainshaftandpreventionofbrokenshaftGUoShaoboAbstract：Inresponsetothefracturephenomenonwiththemainshaftofelevatorinservice，thispaperappliessolidmodel—ingandmodala

4、nalysistomainshaftwithSolidWorkssimulation．andcarriesonanalysisfromproductiontoapplication．WithSolidWo~s，suchparametersasstress，strain，displacementofmainshaftintheprocessofworkingcanbedirectlyob—served，sothatthemechanicalperformanceandsafetyofthemainshaftin

5、practicalpracticecanbeevaluated．Finally，themethodstopreventfracturearesummarizedbasedontheanalysisandrealpractice．Keywords：elevator；mainshaftdevice；SolidWorkssimulaton；modalanalysis主轴装置是提升机的核心装置，用作缠绕提升钢丝绳，承受各种正常载荷及非正常载荷。本文利用SolidWorks平台建模，并对主轴进行模态分析，在一定程度上还

6、原了主轴工作时的状态，使得大家能够更加直观的看到主轴内部的情况，从理论上分析了主轴的受力情况和规律。在实际情况中，本文从主轴的生产到主轴的断裂都做了详细的步步分析，力求从各步中找到诱发图1模型图断轴的原因。从而得出从生产源头到使用过程的步步改进，提高主轴的寿命，优化主轴的结构。1．2模态分析1)启动SolidWorks中的插件“SolidWorkssimu-1主轴建模和模态分析lation”(图2)，然后在simulation模块下建立新算1．1SolidWorks建模例，并选择“静态”模式(图3)。进入“静

7、态”模式后SolidWorks是个强大的三维软件，它可以在自己点选“应用材料”(图4)给轴的模型定义材质属性，的平台进行实体建模，以及定义模型的材料和对模型如果材料库里没有的就还可以自定义材料。该类轴进行模态分析。本文以JKB一3．52．2单绳缠绕式的材料大多为45碳素结构钢，材料的弹性模量E提升机主轴为例，按照主轴的实际尺寸建模(图1)。=207000MPa；泊松比=0．3。材料定义后设置·32·设研分析鼬lean触Fenxil_2⋯DJ‘年第’6⋯期’荷，容易使主轴产生疲劳、损伤、断裂。种公差要控制在图纸

8、允许范围内。3)主轴的主动端有键槽，键传动的装配一般是2)轴承应选用双列向心球面滚子轴承，这种轴过度配合或者是过盈配合，如果采用常规装配，键槽承具有两列滚子，主要承受径向载荷，同时也能承受根部的应力集中比其他处高的多，在重载负荷下键任意一方向的轴向载荷，特别适用于重载或振动载槽根部极易开裂。荷下工作。这类轴承外圈滚道是球面形，故其调心2．3主轴工作情况性能良好，能补偿同轴度的误差。厂家一般选用国1)主轴在正常的运行中发生弯曲变形，这种情内哈、瓦、洛轴承做标配，如有条件可以使用德国况可能是支撑点轴的同心度和水平

9、度过大，使轴局SKF的轴承。部受力过大。也可能是受到多次重负荷冲击而导致3．3主轴工作方面的。1)提升机启动和制动要严格按照规程操作，防2)主轴卷筒发出异响。导致异响的原因有很止重载冲击，禁止超载运行。对卷筒的连接螺栓定多，但可以归纳为连接件的松动和断裂或者卷筒出期进行加固，发现损毁的要及时更换。对卷筒的变现开焊和变形，还有可能是调绳齿块松动。形进行修复处理，还要定期检查调绳机构。3)主轴轴承高温，